[发明专利]一种基于碳纤维膜集流体的锂空气电池的制备方法

摘要

一种基于碳纤维膜集流体的锂空气电池的制备方法，包含以下步骤：采用束流沉积的方法，通过控制纳米粒子束流对碳纤维膜集流体衬底沉积10s~3min，在碳纤维膜集流体衬底的表面上获得具有一定直径和数密度的纳米粒子阵列，作为锂空气电池的催化层备用；将质量分数为12%的聚四氟乙烯乳液与乙炔黑按质量比70:30混合均匀擀膜制备防水透气膜；将沉积有纳米粒子的碳纤维膜集流体和防水透气膜压片粘合后作为空气电极，在氩气氛围的手套箱内按如图1所示组装纽扣式锂空气电池。本方法制备的锂空气电池具有时间短、效率高、成本低、工艺简单等特点，可以快速完成纳米粒子在碳纤维膜集流体上的沉积。

主权项

一种基于碳纤维膜集流体的锂空气电池的制备方法，其制备步骤如下：a. 采用贵金属或者过渡金属氧化物为靶材，通过气相聚集法团簇束流源产生纳米粒子，通过绝热膨胀获得纳米粒子束流，再经过准直器进入高真空沉积室而形成高度定向的纳米粒子束流；b. 旋转衬底座，使碳纤维膜集流体衬底与纳米粒子束流成100入射角，并保持碳纤维膜集流体衬底与阻挡掩模位于纳米粒子束的曝射区内；c. 控制纳米粒子束流，对碳纤维膜集流体衬底沉积10s~3min，得到负载有纳米粒子的碳纤维膜集流体；d. 将质量分数为12%的聚四氟乙烯乳液与乙炔黑按质量比70:30混合，搅拌均匀成浆料，然后置于擀膜机进行擀膜冲片，得到防水透气膜；e. 将步骤c的沉积有纳米粒子的碳纤维膜集流体置于步骤d的防水透气膜之上，通过压片机压片粘合，得到锂空气电池的空气电极（2），烘干；f. 在氩气氛围的手套箱内，按图1所示组装纽扣式锂空气电池，将带有圆孔的电池壳正极（1）、空气电极（2）、滴有电解液（9）的锂电隔膜（3）和吸液膜（4）、锂片（5）、不锈钢垫片（6）、弹簧片（7）和电池壳负极（8）依次叠加；g. 将步骤f组装好的纽扣式锂空气电池置于纽扣电池封装机上进行封装。